氯化炉内衬及其制作方法

氯化炉内衬及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种氯化炉内衬及其制作方法，氯化炉内衬，包括内衬本体，内衬本体由外到内依次包括相互贴合的外浇注层(2)和内浇注层(1)，外浇注层(2)和内浇注层(1)均采用磷酸盐浇注料混合陶瓷纤维棉浇注成型；氯化炉内衬的制造方法为：在壳体(3)内设置外浇注层模板，然后配出外浇注层浇注料，把浇注料倒入模板内待其干燥后进行脱模处理以形成外浇注层(2)，然后用相同的方法把内浇注层(1)制作完毕，再向氯化炉内通入50℃、100℃、200℃、500℃及800℃的热气分别持续72、24、12、6及4小时。采用了本发明内衬的氯化炉在生产过程中其故障率低，检修周期大幅增加，维护费用大大降低，氯化炉的使用寿命大大延长。
【专利说明】
氯化炉内衬及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种炉内衬，尤其是一种氯化法钛白粉的氯化炉内衬。
【背景技术】
[0002]目前，氯化法是制备钛白粉最为常用的一种方法，而氯化炉是氯化法制备钛白粉的核心设备，氯化法制备钛白粉前期，需要将氯气通入氯化炉中与钛矿原料发生反应生产四氯化钛，氯化炉反应段的温度接近100tC，炉内压力呈微负压，氯化炉内衬受物料及氯气剧烈冲刷，炉内环境呈酸性极易被腐蚀，氯化炉内衬对提高氯化炉的使用寿命以及保证四氯化钛生产的顺利进行起到十分关键的作用。
[0003]现有的氯化炉内衬结构通常是从内到外依次为磷酸盐浇注料、耐火高铝砖、耐火粘土砖及高铝耐火浇注料，且其厚度分别为:磷酸盐浇注料层为230mm，耐火高铝砖层为230mm，耐火粘土砖层为230mm，高招耐火饶注料层为190mm，内衬总厚度为880mm。但是这种结构及用材的内衬会存在如下一些问题:首先是层级较多，在炉内高温作用下，层与层之间将会发生分层，导致整个内衬不能烧结成一个整体;其次是由于这种结构形式的内衬所采用的材料各不相同且其导热系数均偏高，导致整个内衬的导热系数较高，当炉内温度在1000C左右时其导热系数在3.95ff/m.k左右，使得整个内衬的隔热效果较差，外壳温度通常会达到150°C以上;再次是内衬整体强度低，一般其耐压强度低于35MPa;最后是带有高铝耐火浇注料层结构的内衬在高温作用下其收缩率较高，将会导致氯化炉在运行过程中产生裂纹或缝隙，从而使高温氯气从这些裂纹或缝隙中窜到内衬外层将壳体腐蚀，影响氯化炉的正常运行；基于上述存在的问题，导致该种氯化炉内衬的故障率偏高，从而降低了检修周期，增大了维护费用，同时，氯化炉的寿命也会缩短。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种氯化炉内衬及其制作方法，采用了本发明内衬的氯化炉在生产过程中其故障率低，能大幅度增加检修周期，提高氯化炉的生产效率，同时，还能大大降低氯化炉的维护费用以及有效延长氯化炉的使用寿命。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:氯化炉内衬，包括内衬本体，内衬本体为多层复合的层状结构，所述内衬本体由外到内依次包括相互贴合的外浇注层和内浇注层，外浇注层和内浇注层均采用磷酸盐浇注料混合陶瓷纤维棉浇注成型。
[0006]进一步地，所述外浇注层的浇注料由YB/T5083-1997《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》中的LL-60型磷酸盐浇注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纤维及制品》中的BF-120型陶瓷纤维棉及磷酸混合而成，其中BF-120型陶瓷纤维棉占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的2?4%，磷酸占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的18?22%，且其质量浓度在80%以上;所述内浇注层的浇注料由YB/T5083-1997《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》中的LL-75型磷酸盐浇注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纤维及制品》中的BF-150型陶瓷纤维棉及磷酸混合而成，其中BF-150型陶瓷纤维棉占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的0.8?1.2%，磷酸占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的16?20%，且其质量浓度在80%以上。
[0007]进一步地，所述8?-120型陶瓷纤维棉占1^_60型磷酸盐浇注料质量比的2.5?3.5%，所述BF-150型陶瓷纤维棉占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的0.9?1.1 %。
[0008]进一步地，构成外浇注层的磷酸占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的19?21%，且磷酸质量浓度为85%;构成内浇注层的磷酸占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的17?19%，且磷酸质量浓度为85 %。
[0009]进一步地，所述内饶注层厚度范围为150mm?450mm,外饶注层厚度范围为150mm?450mmo
[0010]本发明还提供了一种制作所述氯化炉内衬的方法，包括以下步骤:
[0011 ]制作外浇注层:在壳体内设置外浇注层模板，外浇注层模板与壳体内壁之间保持设置间距，外浇注层浇注料的配制:首先将选配的磷酸盐浇注料和陶瓷纤维棉按比例放入容器内，再向该容器中按比例加入磷酸，然后将所述磷酸盐浇注料、陶瓷纤维棉及磷酸搅拌均匀，待其浸泡不少于24小时后再次搅拌均匀，将浇注料倒入外浇注层模板内，浇注时分层振实，待浇注料表面干燥后并继续等待24小时以上后脱模；
[0012]然后同以上步骤完成内浇注层的制作:在外浇注层2内设置内浇注层模板，内浇注层模板与外浇注层2之间保持设置间距，内浇注层浇注料的配制:首先将选配的磷酸盐浇注料和陶瓷纤维棉按比例放入容器内，再向该容器中按比例加入磷酸，然后将所述磷酸盐浇注料、陶瓷纤维棉及磷酸搅拌均匀，待其浸泡不少于24小时后再次搅拌均匀，将浇注料倒入外浇注层模板内，浇注时分层振实，待浇注料表面干燥后并继续等待24小时以上后脱模；
[0013]在内、外浇注层都制作完毕后，再依次向氯化炉内通入热气进行恒温处理，由低温到高温，不高于50°C的低温恒温不少于72小时、不高于200°C的中温恒温不少于36小时及不高于800 0C的高温恒温不少于1小时。
[0014]进一步地，所述中温恒温和高温恒温分别分两个恒温段进行。
[0015]进一步地，通入50°(:、100°(:、200°(:、500°(:及800°(:的热气分别持续72、24、12、6及4小时。
[0016]本发明的有益效果是:采用了本发明内衬的氯化炉在生产过程中其故障率将会大大降低，大幅度增加检修周期，大大降低氯化炉的维护费用，提高氯化炉的生产效率，同时，还能有效地延长氯化炉的使用寿命。
【附图说明】
[0017]图1是本发明氯化炉内衬的结构示意图。
[0018]图中标记为:1-内浇注层，2-外浇注层，3-壳体。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020]如图1所示，本发明的氯化炉内衬，包括内衬本体，内衬本体为多层复合的层状结构，所述内衬本体由外到内依次包括相互贴合的外浇注层和内浇注层，外浇注层和内浇注层均采用磷酸盐浇注料混合陶瓷纤维棉浇注成型。
[0021]所述外浇注层2由YB/T5083-1997《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》中的LL-60型磷酸盐浇注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纤维及制品》中的BF-120型陶瓷纤维棉及磷酸构成，发明人通过大量试验后发现，当BF-120型陶瓷纤维棉和质量浓度为85%的磷酸分别占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的2.5?3.5%及19?21 %时，由它们构成的外浇注层2的性能较佳，尤其是，当BF-120型陶瓷纤维棉和质量浓度为85%的磷酸分别占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的3%及20%时，外浇注层2的性能达到最佳；所述内浇注层I由YB/T5083-1997《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》中的LL-75型磷酸盐浇注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纤维及制品》中的BF-150型陶瓷纤维棉及磷酸构成，同样，发明人通过大量试验后发现，当BF-150型陶瓷纤维棉和质量浓度为85%的磷酸分别占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的0.9?1.1 %及17?19 %时，由它们构成的内浇注层I的性能较佳，尤其是，当BF-150型陶瓷纤维棉和质量浓度为85 %的磷酸分别占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的1.0 %及18 %时，内浇注层I的性能达到最佳；另外，当内浇注层I与外浇注层2的厚度分别为200mm和300mm时，氯化炉内衬整体的性能非常好。
[0022]实施例1
[0023]本发明的氯化炉内衬的具体制作过程如下:
[0024]外浇注层的制作:首先在壳体3内设置外浇注层模板，外浇注层模板由钢板制成，其具有足够的强度，能保证模板不走位，不移位，不漏浆，外浇注层模板与壳体内壁之间的间距为300mm，然后进行外浇注层浇注料的配制:首先将I吨LL-60型磷酸盐浇注料和0.03吨BF-120型陶瓷纤维棉放入容器内，此处的容器为槽钢，再向该槽钢内加入200kg质量浓度为85 %的磷酸，然后将所述磷酸盐浇注料、陶瓷纤维棉及磷酸搅拌均匀，待其浸泡24小时后再次搅拌均匀;将浇注料倒入外浇注层模板内，并立即采用振动器将其分层振实，当浇注料表面返浆后即将振动器缓慢抽出，待浇注料表面干燥后并继续等待24小时即将外浇注层模板拆除，此时外浇注层2制作完毕，模板拆除后，要及时对外浇注体进行质量检查，如果发现蜂窝、剥落、及空洞等质量问题，必须对其进行及时补修处理;然后再在外浇注层2内设置内浇注层模板，内浇注层模板与外浇注层2之间的间距为200mm，内浇注层浇注料的配制及浇注过程与外浇注层浇注料的配制、浇注过程完全相同，只是LL-75型的磷酸盐浇注料用量为I吨，BF-150型的陶瓷纤维棉用量为0.01吨，磷酸用量为180kg，且其质量浓度也为85%;在内、外浇注层都制作完毕后，再向氯化炉内通入50°C的热气持续72小时，之后继续向氯化炉内通入100 0C的热气持续24小时，然后再通入200 0C的热气持续12小时，之后再通入500 °C的热气持续6小时，最后再通入800°C的热气持续4小时，当整个过程完成后即可用其进行生产工作。
[0025]本发明的氯化炉内衬是由外浇注层2和内浇注层I构成，且构成内、外浇注层的材料型号均相近，所以能够将内、外浇注层烧结为一个整体，在高温作用下内衬也不会发生分层，其整体性较强，结构也非常简单;再者，内、外浇注料层以两种型号相近的磷酸盐浇注料为基料，而磷酸盐浇注料本身具有一定的抗热震性、抗熔渣侵蚀性，其耐冲击力较强，耐压强度较高，再加上陶瓷纤维棉本身的导热系数很低，当把两种型号相近的陶瓷纤维棉分别与两种型号相近的磷酸盐浇注料按一定比例混合构成本发明内衬的内、外浇注层后，会使整个内衬的导热系数大大降低，当炉内反应温度为100tC左右时，内浇注层I的导热系数在
0.9W/m.k左右，外浇注层2的导热系数在0.3W/m.k左右，而氯化炉外壳的温度降将会始终保持在100°C以下，有效地增强了内衬的隔热效果；同时，陶瓷纤维棉本身具有很高的强度，当把两种型号相近的陶瓷纤维棉作为本发明内衬的内、外浇注层的组成成分后，会使内衬整体的耐压强度进一步增强，110°c时，内浇注层I的耐压强度为45MPa，外浇注层2的耐压强度为40MPa;最后，由于本发明的氯化炉内衬取消了高铝耐火浇注料层，而且陶瓷纤维棉本身的收缩率很低，将两种型号相近的陶瓷纤维棉作为本发明内衬的内、外浇注层的组成成分后，会使整个内衬的收缩率大大降低，从而避免氯化炉在运行过程中其内衬产生裂纹或缝隙，进而防止高温氯气从产生的裂纹或缝隙中窜到内衬外去腐蚀氯化炉壳体3，而影响氯化炉的正常运行;综上所述，采用了本发明内衬的氯化炉在生产过程中其故障率将会大大降低，检修周期由原来的18个月延长至36个月，大大降低了氯化炉的维护费用，提高了氯化炉的生产效率，同时，氯化炉的使用寿命也得到有效的延长。
【主权项】
1.氯化炉内衬，包括内衬本体，内衬本体为多层复合的层状结构，其特征在于:所述内衬本体由外到内依次包括相互贴合的外浇注层(2)和内浇注层(I)，外浇注层(2)和内浇注层(I)均采用磷酸盐浇注料混合陶瓷纤维棉浇注成型。2.如权利要求1所述的氯化炉内衬，其特征在于:所述外浇注层(2)的浇注料由YB /T5083-1997《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》中的LL-60型磷酸盐浇注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纤维及制品》中的BF-120型陶瓷纤维棉及磷酸混合而成，其中BF-120型陶瓷纤维棉占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的2?4%，磷酸占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的18?22%，且其质量浓度在80%以上;所述内浇注层(10)的浇注料由YB/T5083-1997《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》中的LL-75型磷酸盐浇注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纤维及制品》中的BF-150型陶瓷纤维棉及磷酸混合而成，其中BF-150型陶瓷纤维棉占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的0.8?1.2%，磷酸占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的16?20%，且其质量浓度在80%以上。3.如权利要求2所述的氯化炉内衬，其特征在于:所述BF-120型陶瓷纤维棉占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的2.5?3.5 %，所述BF-150型陶瓷纤维棉占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的0.9?1.1%。4.如权利要求2所述的氯化炉内衬，其特征在于:构成外浇注层(2)的磷酸占LL-60型磷酸盐浇注料质量比的19?21 %，且磷酸质量浓度为85% ;构成内浇注层(I)的磷酸占LL-75型磷酸盐浇注料质量比的17?19%，且磷酸质量浓度为85%。5.如权利要求1所述的氯化炉内衬，其特征在于:所述内浇注层(I)厚度范围为150?450mm,外饶注层(2)厚度范围为150?450mm。6.制作权利要求1所述的氯化炉内衬的方法，包括以下步骤: 制作外浇注层:在壳体(3)内设置外浇注层模板，外浇注层模板与壳体(3)内壁之间保持设置间距，外浇注层浇注料的配制:首先将选配的磷酸盐浇注料和陶瓷纤维棉按比例放入容器内，再向该容器中按比例加入磷酸，然后将所述磷酸盐浇注料、陶瓷纤维棉及磷酸搅拌均匀，待其浸泡不少于24小时后再次搅拌均匀，将浇注料倒入外浇注层模板内，浇注时分层振实，待浇注料表面干燥后并继续等待24小时以上后脱模； 然后同以上步骤完成内浇注层的制作:在外浇注层(2)内设置内浇注层模板，内浇注层模板与外浇注层(2)之间保持设置间距，内浇注层浇注料的配制:首先将选配的磷酸盐浇注料和陶瓷纤维棉按比例放入容器内，再向该容器中按比例加入磷酸，然后将所述磷酸盐浇注料、陶瓷纤维棉及磷酸搅拌均匀，待其浸泡不少于24小时后再次搅拌均匀，将浇注料倒入外浇注层模板内，浇注时分层振实，待浇注料表面干燥后并继续等待24小时以上后脱模； 在内、外浇注层都制作完毕后，再依次向氯化炉内通入热气进行恒温处理，由低温到高温，不高于50°C的低温恒温不少于72小时、不高于200°C的中温恒温不少于36小时及不高于800 0C的高温恒温不少于1小时。7.如权利要求6所述的氯化炉内衬的制作方法，其特征在于:所述中温恒温和高温恒温分别分两个恒温段进行。8.如权利要求7所述的氯化炉内衬的制作方法，其特征在于:通入50°C、100 °C、200 °C、.500 °C及800 °C的热气分别持续72、24、12、6及4小时。
【文档编号】F27D1/00GK106052393SQ201610364031
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】罗云, 万立, 何楷平, 王政强
【申请人】宜宾天原集团股份有限公司